Linux下实现线程同步的四种方法:

Linux下实现线程同步的四种方法:

一、互斥锁(mutex)

通过锁机制实现线程间的同步。

1、初始化锁。在Linux下,线程的互斥量数据类型是pthread_mutex_t。在使用前,要对它进行初始化。

静态分配:pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;

动态分配:int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *mutex, const pthread_mutex_attr_t *mutexattr);

2、加锁。对共享资源的访问,要对互斥量进行加锁,如果互斥量已经上了锁,调用线程会阻塞,直到互斥量被解锁。

int pthread_mutex_lock(pthread_mutex *mutex);

int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t *mutex);

3、解锁。在完成了对共享资源的访问后,要对互斥量进行解锁。
int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);

二、条件变量(cond)

与互斥锁不同,条件变量是用来等待而不是用来上锁的。条件变量用来自动阻塞一个线程,直到某特殊情况发生为止。通常条件变量和互斥锁同时使用。条件变量分为两部分: 条件和变量。条件本身是由互斥量保护的。线程在改变条件状态前先要锁住互斥量。条件变量使我们可以睡眠等待某种条件出现。条件变量是利用线程间共享的全局变量进行同步的一种机制,主要包括两个动作:一个线程等待“条件变量的条件成立”而挂起;另一个线程使“条件成立”(给出条件成立信号)。条件的检测是在互斥锁的保护下进行的。如果一个条件为假,一个线程自动阻塞,并释放等待状态改变的互斥锁。如果另一个线程改变了条件,它发信号给关联的条件变量,唤醒一个或多个等待它的线程,重新获得互斥锁,重新评价条件。如果两进程共享可读写的内存,条件变量可以被用来实现这两进程间的线程同步。

1、初始化条件变量。

静态态初始化,pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIER;

动态初始化,int pthread_cond_init(pthread_cond_t *cond, pthread_condattr_t *cond_attr);

2、等待条件成立。释放锁,同时阻塞等待条件变量为真才行。timewait()设置等待时间,仍未signal,返回ETIMEOUT(加锁保证只有一个线程wait)。条件成立后重新获取锁。

int pthread_cond_wait(pthread_cond_t *cond, pthread_mutex_t *mutex);

int pthread_cond_timewait(pthread_cond_t *cond,pthread_mutex *mutex,const timespec *abstime);

3、激活条件变量。pthread_cond_signal,pthread_cond_broadcast(激活所有等待线程)

int pthread_cond_signal(pthread_cond_t *cond);

int pthread_cond_broadcast(pthread_cond_t *cond); //解除所有线程的阻塞

4、清除条件变量。无线程等待,否则返回EBUSY

int pthread_cond_destroy(pthread_cond_t *cond);

三、 信号量

如同进程一样,线程也可以通过信号量来实现通信,虽然是轻量级的。

线程使用的基本信号量函数有四个:

#include
1 初始化信号量

int sem_init (sem_t *sem , int pshared, unsigned int value);

参数:
sem - 指定要初始化的信号量;
pshared - 信号量 sem 的共享选项,linux只支持0,表示它是当前进程的局部信号量;
value - 信号量 sem 的初始值。
2 信号量值加1

给参数sem指定的信号量值加1。

int sem_post(sem_t *sem);
3 信号量值减1

给参数sem指定的信号量值减1。

int sem_wait(sem_t *sem);

如果sem所指的信号量的数值为0,函数将会等待直到有其它线程使它不再是0为止。
4 销毁信号量

销毁指定的信号量。
int sem_destroy(sem_t *sem);

四、 读写锁

注意事项

如果一个线程用读锁锁定了临界区,那么其他线程也可以用读锁来进入临界区,这样就可以多个线程并行操作。但这个时候,如果再进行写锁加锁就会发生阻塞,写锁请求阻塞后,后面如果继续有读锁来请求,这些后来的读锁都会被阻塞!这样避免了读锁长期占用资源,防止写锁饥饿!

如果一个线程用写锁锁住了临界区,那么其他线程不管是读锁还是写锁都会发生阻塞!
1 初始化

int pthread_rwlock_init(pthread_rwlock_t *restrict rwlock, const pthread_rwlockattr_t *restrict attr);
2 读写加锁

int pthread_rwlock_rdlock(pthread_rwlock_t *rwlock);
int pthread_rwlock_wrlock(pthread_rwlock_t *rwlock);
int pthread_rwlock_unlock(pthread_rwlock_t *rwlock);
int pthread_rwlock_tryrdlock(pthread_rwlock_t *rwlock);
int pthread_rwlock_trywrlock(pthread_rwlock_t *rwlock);
int pthread_rwlock_timedrdlock(pthread_rwlock_t *restrict rwlock, const struct timespec *restrict abs_timeout);
int pthread_rwlock_timedwrlock(pthread_rwlock_t *restrict rwlock, const struct timespec *restrict abs_timeout);
3 销毁锁

int pthread_rwlock_destroy(pthread_rwlock_t *rwlock);

你可能感兴趣的:(C,c语言,编程,开发语言,c语言)